VENTAJAS Y ASPECTOS INNOVADORES:

El desarrollo tecnológico de las nanopartículas multicomponente Fe/FeS constituye una solución innovadora y altamente eficiente para la remediación de aguas contaminadas por metales pesados, especialmente en entornos asociados a la actividad minera. Una de sus principales ventajas radica en el uso del sulfato de sodio como precursor en lugar de la ditionita de sodio, lo que reduce significativamente la emisión de sulfuro de hidrógeno (H₂S), sustancia sumamente tóxica para la salud humana y el ambiente. Esta característica convierte al método en una alternativa más segura y ambientalmente amigable durante su proceso de síntesis.

Desde el punto de vista técnico, las nanopartículas presentan una estructura multicomponente compuesta por un núcleo de hierro de valencia cero (Fe⁰) recubierto por una capa superficial de sulfuro de hierro (FeS). Esta configuración genera un efecto sinérgico que incrementa la reactividad superficial, favoreciendo la adsorción de iones metálicos mediante fisisorción y quimisorción. La superficie rugosa e irregular, cuya adsorción se ajusta a la isoterma de Freundlich, evidencia la presencia de sitios reactivos heterogéneos que confieren una mayor capacidad de captación de contaminantes.

Otra ventaja crítica es su elevada capacidad de remoción de metales pesados, ya que los ensayos demostraron eficiencias cercanas al 100% en la eliminación de metales como cobre, zinc, plomo, níquel, arsénico, manganeso y plata, incluso con tiempos de contacto inferiores a 30 segundos. Esta alta velocidad de reacción representa una mejora sustancial frente a tecnologías tradicionales que requieren horas de tratamiento para alcanzar niveles de remoción similares.

Las nanopartículas Fe/FeS, además, presentan una notable estabilidad físico-química, lo que se traduce en una menor aglomeración hasta 30 días sin necesidad de agentes dispersantes, manteniendo sus propiedades funcionales a lo largo del tiempo. Asimismo, no se detecta oxidación significativa de la estructura en presencia de contaminantes ni desorción de los metales adsorbidos, lo que garantiza la seguridad del proceso y la permanencia de los contaminantes retenidos en la fase sólida.

Desde el punto de vista morfológico y de distribución de tamaños, los análisis mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) y Difracción de Luz Dinámica (DLS) determinaron tamaños promedio entre 7 y 9 nm, lo que origina una elevada área superficial específica y, en consecuencia, una mayor capacidad de interacción con los iones metálicos.

Adicionalmente, las nanopartículas mantienen su eficacia en un amplio rango de condiciones experimentales. Son funcionales en un rango de pH de 3 a 9, a temperaturas de 20 a 60 °C y pueden operar en ambientes oxidantes o reductivos. Además, su eficiencia de remoción no se ve comprometida, incluso en presencia de compuestos competidores, como la materia orgánica e inorgánica, convirtiéndolas en materiales robustos y adaptados a diversos escenarios ambientales e industriales.